Senbis gaat vervuiling door microplastics uit kleding stoppen met afbreekbaar polyester, en AI gaat helpen

Jaarlijks produceert de wereld 30 miljoen ton polyester voor kleding. Via wasbeurten en slijtage komt een groot deel daarvan als microplastics terecht in het milieu, in de oceanen en uiteindelijk in vissen, voedsel en ons lichaam. Met het project BIOTTEK wil Senbis een afbreekbaar alternatief voor polyester in kleding ontwikkelen om die grootschalige vervuiling tegen te gaan. Dat doet het samen met een consortium waarin de Rijksuniversiteit Groningen (RUG), hogeschool NHL Stenden, Wageningen Food & Biobased Research van de WUR en TNO deelnemen. Het consortium investeert 6,6 miljoen euro in de ontwikkeling van een biologisch afbreekbaar polyester. Vorig jaar oktober ontving het een subsidie van 3,3 miljoen euro via het Europese Just Transition Funds (JTF) van de EU.

Goedkoop alternatief

“Polyester is het meest gebruikte materiaal in onze kleding en groeiende. Dat zorgt wereldwijd voor een gigantisch probleem. Ons belangrijkste doel is dan ook een oplossing vinden voor al die vervuiling met microplastics”, zegt directeur Gerard Nijhoving van Senbis. “De bioplastics die op dit moment op de markt zijn, zijn niet geschikt om een goed garen van te maken om polyester in textiel te vervangen. Een ander veel gebruikt materiaal - katoen - is biobased, maar als je kijkt hoe veel water en pesticiden er nodig zijn om dat te laten groeien, dan is dat nog niet zo duurzaam. Dus moet er een nieuw polymeer komen dat enorm schaalbaar is, zodat je uiteindelijk op het prijsniveau van polyester uit kunt komen. Anders kun je nog niet de enorme marktvraag bedienen.”

AI kan helpen

Een nieuw plastic (oftewel polymeer) uitvinden en opschalen is tijdrovend en een zaak van de lange adem. Nijhoving wijst bijvoorbeeld op het Nederlandse bedrijf Avantium, dat daar al twintig jaar mee bezig is. Nu pas gaat het bedrijf een grote fabriek bouwen voor zijn FDCA, een grondstof voor PEF. Dat is een volledig plantaardig, plastic alternatief voor PET. Om dat proces te versnellen zet Senbis voor het eerst kunstmatige intelligentie (AI) in. Daarvoor heeft het bedrijf samenwerking gezocht met TNO, dat AI en algoritmes gebruikt om de meest geschikte bioplastics te vinden. Dat werkt als volgt: nu zitten de kennis en de ideeën over nieuwe plastics in de hoofden van wetenschappers en chemici, die dat met trial & error verder onderzoeken. “Maar niemand heeft alle data in zijn hoofd en kan alle correlaties zien. Dat kan AI wel”, zegt Nijhoving. “Wij voeden het model met allerlei relevante polymeren die we al kennen en hun relevante eigenschappen. AI kan alle correlaties daartussen herkennen en kan vervolgens conclusies daaruit trekken en suggesties doen voor nieuwe structuren die precies die eigenschappen hebben die wij willen.”

Totaal nieuw

Dankzij AI kan Senbis dus veel sneller zien of het materiaal op polyester lijkt, biologisch afbreekbaar is en niet te duur is om te maken. De vraag aan TNO kwam volgens Nijhoving precies op het juiste moment. Het kennisinstituut had namelijk net het idee geopperd of het AI kon inzetten bij de ontwikkeling van nieuwe materialen. “De methode om met AI een nieuw type bioplastic te ontwikkelen is totaal nieuw. In de industrie en in de wereld. Als dit lukt, dan hebben we niet alleen met succes een nieuw bioplastic ontwikkeld, maar hebben we ook een nieuwe methodiek ontwikkeld om in de toekomst allerlei innovaties sneller te doen”, zegt Nijhoving.

Sneller opschalen

Senbis Polymer Innovations - zoals de officiële naam luidt - lost graag problemen met plasticvervuiling op. Het ontwikkelt onder meer biologisch afbreekbare plastics voor netten en touwen voor vissers en mosselkwekers, afbreekbare draden en touwen voor de land- en tuinbouwbouw en afbreekbare korrels voor kunstgrasvelden in de sport. Het bedrijf is eigenlijk een voortzetting van de voormalige R&D afdeling van AkzoNobel op het gebied van garen en vezels. De R&D-activiteiten worden uitgevoerd door Senbis Polymer Innovations BV en sinds 2021 worden de nieuw ontwikkelde producten verkocht door Senbis Sustainable Products BV. Het bedrijf bouwt geen eigen fabrieken, maar ontwikkelt de materialen in zijn R&D laboratoria en testfaciliteiten en laat die door bestaande fabrieken in licentie of via loonproductie maken en op de markt zetten.

“We maken gebruik van bestaande fabrieken en grondstoffen die al beschikbaar zijn. Dat beperkt je in je zoektocht, maar dan hoef je geen nieuwe fabrieken te bouwen. Dat duurt namelijk heel lang en kost heel veel geld. Door dat soort randvoorwaarden kun je snel schalen en wordt het snel betaalbaar”, leg Nijhoving uit.

Eigen expertise

De partners in het BIOTTEK-consortium dragen ieder op eigen wijze bij aan het onderzoek. “We hebben ze bij elkaar gezocht vanwege hun unieke expertise”, zegt Nijhoving. Senbis neemt zelf het grootste deel van het onderzoek voor zijn rekening. TNO zorgt dus voor de AI. De RUG is erbij gehaald omdat die een grote chemiefaculteit met veel labcapaciteit heeft en veel onderzoekers die mee kunnen helpen zoeken naar een nieuwe polymeer. NHL Stenden heeft een hybride vakgroep, waarbij studenten op verschillende niveaus onderzoek doen. Bijvoorbeeld naar de recyclebaarheid van het nieuwe biopolyester. De WUR doet onderzoek naar de biologische afbreekbaarheid door bacteriën en schimmels. Dat soort testen duren maanden tot jaren. Omdat alle varianten voor een biopolyester getest moet worden, kan het onderzoek heel lang duren. De WUR heeft daarom speciale reactoren gebouwd, waarin heel veel verschillende monsters tegelijk getest kunnen worden. “Ook dat levert veel tijdsbesparing op”, zegt Nijhoving.

In 2030 de markt op

De eerste kansrijke materialen voor biopolyester zijn al gevonden, al zitten die nog in de hoofden van de onderzoekers. Nijhoving verwacht dat BIOTTEK eind 2025 de eerste goede kandidaten kan selecteren om op te schalen en de garenkwaliteit te testen op het spinnen. Dat is het doel van BIOTTEK, dat daarmee wordt afgesloten. Het vervolgonderzoek richt zich op het opschalen en het verbeteren van het biopolyester. Daar moeten kledingstukken van gemaakt worden. Daarna zullen nog vele verbeterslagen volgen voordat het materiaal de markt op kan. Nijhoving: “Dan ben je klaar om de wereld te gaan veroveren. Uiteindelijk is mijn streven om in 2030 te kunnen zeggen: dit is het polymeer, dit werkt, dit is schaalbaar. Nu gaan we met de grote industriële partijen kijken of ze de nieuwe biopolyesters in hun fabrieken in licentie op grote schaal kunnen gaan maken. Ik denk dat dit een realistisch tijdspad is. Als dat lukt, is het veel sneller geweest dan wat de typische chemie-start-ups doen.”

Green Chemistry Accelerator

Senbis was dit jaar een van de vijf deelnemers aan het Green Chemistry Accelerator programma (GCA) van Groene Chemie Nieuwe Economie (GCNE). Dat platform streeft naar een circulaire chemie met innovatieve technologieën, zonder fossiele brand- en grondstoffen en zonder CO2-uitstoot in 2050. Het GCA-programma is samen met Invest-NL en de Regionale Ontwikkelingsmaatschappijen (ROM’s) opgezet om start-ups te helpen op te schalen tot een volwaardig bedrijf. Zodat ze proeffabrieken kunnen bouwen, de markt op kunnen en uiteindelijk duizenden tonnen grondstoffen voor gerecycled of biobased plastic kunnen produceren.

Innovatiefunnel

Hoewel Senbis al wat verder is dan de andere start-ups, wil het net als die bedrijven zijn technologie opschalen en snel groeien. Dan rijzen vragen op als: hoe bouw je een team op in de chemie? Hoe ziet het hele ecosysteem rond je product eruit? Daar heeft Nijhoving veel kennis over opgedaan. Ook stelde hij samen met experts een zogeheten innovatiefunnel op. Het R&D-bedrijf krijgt namelijk veel meer ideeën voor innovaties binnen dan het aankan. “Die moeten we dus filteren. Dan gaan ze de trechter oftewel de funnel in. Onze R&D’ers zijn al snel enthousiast als er een leuk idee binnenkomt waar we technisch gezien mee aan de slag kunnen. Maar je moet ook andere vragen beantwoorden. Is de markt wel groot genoeg? Is er bereidheid extra te betalen voor groene alternatieven? Zitten er geen patenten in de weg? Door zo’n funnel wordt het veel rustiger en kunnen we steeds kritischer zijn. Je kunt niet alles doen. Dat is nu in een proces vastgelegd en dat model heeft GCA ons helpen opbouwen.”

Dit artikel is ook verschenen bij Change Inc., redacteur André Oerlemans. Het maakt onderdeel uit van een serie artikelen over Groene Chemie, Nieuwe Economie.